Especificidad del aparato receptor
Una de las principales propiedades de los receptores es su especificidad, es decir, la capacidad de responder con la máxima agudeza a ciertos estímulos, denominados estímulos adecuados. Su alta sensibilidad es sorprendente: por ejemplo, para que una persona experimente una clara sensación de sabor amargo, basta con aplicar una dosis insignificante de estricnina sobre los receptores de la lengua, apenas 0,000005 gramos.
Ya en 1840, el fisiólogo I. Müller formuló la ley de la energía específica de los órganos de los sentidos. Según esta regla, la calidad de la sensación obtenida no depende en absoluto de la naturaleza física del propio estímulo. Está determinada exclusivamente por qué sistema sensorial específico ha sido activado. En otras palabras, la naturaleza de la sensación es una cualidad innata, genéticamente fijada e inalterable de las estructuras de nuestro organismo.
Codificación fisiológica
Para que la información del receptor sea comprendida por el cerebro, debe ser transformada y transmitida en la forma convencional de un código nervioso. Se distinguen varios tipos principales de codificación:
- Por línea marcada. Es el principal método de codificación de la modalidad sensorial del estímulo. La señal se transmite a través de una cadena aislada de neuronas estrictamente interconectadas y sensorialmente específicas, que van desde el propio receptor hasta la corteza cerebral.
- De frecuencia. La transmisión de datos sobre la calidad del estímulo se realiza mediante la modificación de la frecuencia media de descarga de los impulsos nerviosos. Esta relación no es lineal, sino logarítmica, y se describe por la ley de Weber-Fechner.
- De intervalos. La señal se codifica mediante los intervalos temporales (pausas) entre los impulsos, formando un patrón característico. Es interesante destacar que esto puede ocurrir incluso con una frecuencia media constante de generación de descargas.
- Por régimen. Refleja los parámetros temporales de la acción. La información se transmite en ráfagas (salvas) de impulsos en momentos estrictamente definidos: al inicio del estímulo (on), al cesar este (off), en ambos momentos (on-off) o de forma continua durante todo el tiempo que actúe el estímulo.
- Espacial. Transporta información sobre la extensión y la configuración exacta del estímulo actuante. Es proporcionada por la actividad simultánea de un gran número de receptores que envían impulsos al cerebro a través de múltiples fibras aferentes paralelas.
Adaptación y sensibilización
La adaptación representa el proceso de modificación de la sensibilidad del receptor que ocurre durante la exposición continuada e ininterrumpida a un estímulo. Los receptores son capaces de modificar el patrón de su descarga de impulsos, adaptándose al estímulo.
Según la velocidad con la que se desarrolla este proceso, los receptores se dividen en:
- De adaptación rápida: generan únicamente una respuesta corta ante el impacto veloz de un estímulo.
- De adaptación lenta: continúan respondiendo al estímulo con una sucesión de impulsos durante todo el tiempo que este actúa.
Una forma especial del proceso de adaptación es la sensibilización, un estado en el cual disminuyen los umbrales de percepción y aumenta significativamente la excitabilidad de los receptores.
Los mecanismos de adaptación son muy diversos e incluyen:
- Cambios físicos o químicos en el espacio perirreceptor.
- La dinámica de los procesos físico-químicos intracelulares en el propio receptor.
- Influencias reguladoras descendentes procedentes de los centros nerviosos superiores.
El sistema nervioso autónomo desempeña un papel importante: en particular, la división simpática participa en el «ajuste» fino del aparato receptor ante la acción del estímulo adecuado.
Propiedades sistémicas: movilidad, fiabilidad y campos
Movilidad funcional Es la capacidad del órgano de los sentidos para responder a la estimulación modificando el número de receptores activos (que funcionan en un momento dado). Esta propiedad refleja la reserva funcional del organismo. El nivel de movilidad no es constante: depende de las condiciones ambientales, del estado actual del organismo y de las influencias centrales y humorales. El coeficiente de movilidad funcional se calcula simplemente como: K = (Número de receptores activos) / (Número total de receptores).
Fiabilidad de los receptores El funcionamiento ininterrumpido de los sistemas sensoriales está garantizado por dos tipos de redundancia:
- Redundancia funcional: el receptor es capaz de generar impulsos adicionales y duplicados en su respuesta.
- Redundancia morfológica: la presencia de vías de comunicación duplicadas que provienen de receptores vecinos.
Campos receptivos funcionales Se denomina campo receptivo al conjunto de todos los receptores que activan a una neurona sensorial específica. Los elementos dentro de dicho campo no actúan de forma aislada, sino que interactúan activamente entre sí. Una de las variantes de esta interacción es la inhibición lateral. Ejemplo: tras un golpe mecánico brusco en la zona de un mecanorreceptor cutáneo, los receptores vecinos del campo pueden inhibirse por completo de forma transitoria, por lo que dejan de responder incluso a estímulos umbrales (suficientes para la excitación).
En resumen: respuestas a preguntas sobre el tema
¿Qué receptores se consideran de adaptación rápida (fásicos) y de adaptación lenta (tónicos)?
Dependiendo de su velocidad de adaptación, los receptores se clasifican en de adaptación rápida y lenta.
- De adaptación rápida: corpúsculos de Pacini, corpúsculos de Meissner y el aparato del folículo piloso (un estímulo rápido provoca una respuesta corta).
- De adaptación lenta: órganos tendinosos de Golgi, husos musculares (propioceptores), corpúsculos de Merkel y terminaciones nerviosas libres (responden con una sucesión de impulsos durante todo el tiempo de acción del estímulo).
¿Cómo se clasifican los receptores según el mecanismo de generación de la excitación (primaria y secundariamente sensitivos)?
Según sus mecanismos de funcionamiento, los receptores se dividen en primariamente sensitivos y secundariamente sensitivos.
- Receptores primariamente sensitivos: se caracterizan por una transición directa de la estimulación a la excitación. El potencial receptor se genera directamente en la terminación encapsulada de la fibra nerviosa (por ejemplo, el corpúsculo de Pacini).
- Receptores secundariamente sensitivos: se caracterizan por la presencia de una célula mediadora especializada. El potencial receptor se genera en la célula receptora, la cual libera a continuación un mediador que produce un potencial generador en la fibra sensorial (por ejemplo, las células ciliadas del órgano de Corti).
¿Cuál es el mecanismo de la inhibición lateral en los campos receptivos?
El mecanismo de la inhibición lateral consiste en el bloqueo de la conducción de la excitación a través de vías que discurren paralelas a la vía central activadora.
Durante la activación de las vías aferentes, las interneuronas inhibitorias inhiben a un grupo de neuronas; esta inhibición es iniciada por la excitación de un grupo vecino de neuronas. En los campos receptivos, los elementos del campo pueden interactuar entre sí, por ejemplo, mediante la inhibición lateral. Tras un golpe mecánico en la zona de un mecanorreceptor cutáneo, los receptores del campo se inhiben por completo de forma transitoria y no responden a los estímulos umbrales.
El significado fisiológico de la inhibición lateral es proporcionar sensibilidad discriminativa: la capacidad de distinguir varios puntos separados dentro del campo receptivo y aumentar el contraste de la percepción.
Preguntas de clases y exámenes
¿Cuál es la esencia de la ley de la energía específica de los órganos de los sentidos?
La esencia de la ley formulada por J. Müller radica en que la calidad de nuestra sensación no depende de la naturaleza del propio estímulo, sino que está determinada únicamente por la «energía específica» inherente al propio sistema sensorial.
¿Qué es la codificación por línea marcada?
Este es el principal tipo de codificación de la modalidad sensorial del estímulo. Consiste en la transmisión de la señal a través de una cadena estrictamente aislada de neuronas sensorialmente específicas interconectadas, desde el receptor hasta la corteza cerebral.
¿Qué muestra el coeficiente de movilidad funcional?
Muestra la proporción de la reserva funcional del órgano de los sentidos que ha sido puesta en marcha y se calcula como la relación entre el número de receptores activos y el número total de receptores en dicha zona.
¿Cómo influye el sistema nervioso simpático sobre los receptores?
La división simpática del sistema nervioso autónomo ejerce influencias reguladoras, participando en el «ajuste» de la sensibilidad de los receptores a la acción del estímulo adecuado.
Qué más repasar sobre el tema
- Justificación matemática de la ley de Weber-Fechner y relación logarítmica.
- Mecanismos detallados de la inhibición lateral en los campos receptivos.
- Diferencias en los mecanismos iónicos de los receptores de adaptación rápida y lenta.
- Influencia de los factores humorales en la movilidad funcional de los receptores.
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